打开APP
userphoto
未登录

开通VIP,畅享免费电子书等14项超值服

开通VIP
智慧物流概念、技术架构与智慧物流的三大核心系统
userphoto

2022.08.21 北京

关注

01
物流概念


智慧物流的概念,由2010年IBM发布《智慧的未来供应链》研究报告中提出,智慧供应链的概念延伸而来。实现智慧物流的关键是技术,而关键技术就是以节提到的ABC技术为核心。

但在智慧物流概念出现之前,还有一个重要的概要,即物联网(IOT ,Internet of things ),“万物相连的互联网”,最早出现于比尔盖茨1995年《未来之路》一书,2005年国际电信联盟(ITU)发布《ITU互联网报告2005:物联网》,正式提出了“物联网”的概念。

智慧物流可以简单地理解为在物流系统中采用物联网、大数据、云计算和人工智能等先进技术,使得整个物流系统运作如同在人的大脑指挥下一般智能、实时收集并处理信息,做出最优决策、实现最优布局,物流系统中各组成单元能实现高质量、高效率、低成本地分工、协同、合作。智慧的本质,就是模仿人的智能,运用感知、学习、推理判断等思维能力,使物流系统具备自行解决物流中某些问题的能力。

智慧物流主要有三大特征:

一是实现信息交互与共享,有效降低物流成本、提高物流效率;

二是智能决策与执行,向自动化与程序化方向发展;

三是深度协同与一体化,以智能管理为核心优化管理模式,实现以最低的成本向客户提供高质量的物流服务(王喜富,2016)。

智慧物流本质上是依赖信息的实时性、充分性,来模拟人工作出最优决策,从而为客户创造更多价值,为客户提供更好的服务体验。传统物流模式下,信息不充分、滞后,只能依赖经验进行决策。智慧物流实现到一定程度,就是对传统物流模式的颠覆创新。将对物流产业的商业模式、运营模式、产业结构和产业发展模式、产生生态等,产生巨大的影响。

大数据背景下的智慧物流具备信息化、数字化、网络化、集成化、可视化等先进技术特征,依据大数据对物流信息进行处理。智慧物流信息技术主要包括物流信息感知技术、物流信息推送技术、物流信息处理技术、物流信息分析技术、物流信息预测技术。

02
智慧物流系统

智慧感知技术捕捉物流运作过程中的各种基础数据:流体、流速、流向、流量及环境参数。感知技术让物流的全过程透明化,是实现物流全程可视、可控和可追溯的基础与前提;运用先进的信息传输与通信技术网络构建传输平台,实现各物流主体之间的信息和业务互联互通;在数据处理与服务中心,通过对信息的深度挖掘与计算分析,让物流主体与前台协同运作,及时获取系统优化决策方案,通过云仓储、云运输配送等共享方式,为客户提供高水平的物流服务。

智慧物流系统的体系架构包含四层(付平德,2018),如图1所示,最下层是感知层,往上是网络传输层,再上面一层是数据存储层,最上层是应用服务层。

图:智慧物流系统架构

(1)数据感知层。包括识别系统、定位系统和跟踪系统。感知技术设备(RFID、条码枪、传感器等),结合GPS、定位跟踪,来实时、自动采集物流系统单元的信息,信息再按系统结构和运营逻辑进行处理,可实现对物和其他对象的实时、流程的信息掌握。

(2)数据传输层。利用各种传输网络和通信技术,及时、安全地传输感知设备所收集的信息。传输介质包括互联网外、移动通信网、集群通信技术等。

(3)数据存储层。云存储平台层在应用层和网络传输层之间,对对感知层获取的信息进行处理和管理。通过对信息的智能处理,可为各类对象(客户、管理人员、司机等)提供信息服务,常称“仓储云、运输云、资金云”等。

(4)应用服务层。包括数据交换接口、公共服务平台和用户应用。直接为用户提供所需信息,为其决策提供数据支撑。使用者提供定制化服务,降低应用成本,并能提高处理效率。实现商品溯源、运单跟踪、智能化分拣配送、预测与预警等功能。智能决策系统能够制定科学决策,为配送路线提出优化建议,为企业、运输部门和政府部门等提决策参考。

智慧物流的高级形态是人工智能与智能设备的深度应用和深度整合。未来随着无人车、无人机、无人商店等技术集成的成熟化,将极大改进现有物流运营模式。以作业最为复杂的仓储系统为例,智能机器人可以代替人工,仓库内的移动路线更合理、分工协同运作更快捷、分拣速度更快,提高仓储利用率。末端的配送,无人车替代人力进行,解决最后一公里问题。

03
智慧物流产业链全景梳理

智慧物流行业产业链主要分为上、中、下游三个部分。上游主要为单机设备和零部件提供商;中游是解决方案提供商,自身拥有核心设备或软件产品,并根据行业的应用特点使用多种设备和软件,设计建造物流自动化系统;下游是应用物流自动化系统的各个行业,主要分为工业生产和商业配送。


产业链中游的解决方案提供商处于整个产业链的核心地位,为增强自身的核心竞争力,越来越多的解决方案提供商持续加强自身核心装备及软件的研发创新,拓展核心产品种类。

同时,部分设备提供商和拥有核心软件产品的系统集成商也在向解决方案提供商演变,目前比较知名的解决方案提供商大都是由设备提供商或软件开发商演变而来,一部分是由物流设备的生产厂家发展而来,这类企业的硬件技术较强,另一部分是由物流软件开发商发展而来,这类企业在软件技术开发上具有较强的竞争实力,比如今天国际、东杰智能等。

智慧物流产业链具有如下三大特点:

互联互通,数据驱动:所有物流要素实现互联互通,一切业务数字化,实现物流系统全过程透明可追溯;一切数据业务化,以“数据”驱动决策与执行,为物流生态系统赋能;
深度协同,高效执行:跨集团、跨企业、跨组织之间深度协同,基于物流系统全局优化的智能算法,调度整个物流系统中各参与方高效分工协作。
自主决策,学习提升:软件定义物流实现自主决策,推动物流系统程控化和自动化发展;通过大数据、云计算与人工智能构建物流大脑,在感知中决策,在执行中学习,在学习中优化,在物流实际运作中不断升级,学习提升。

04
智慧物流技术架构

智慧物流基于物联网技术在物流业应用而提出,根据物联网技术架构,智慧物流也有三层技术架构。
感知层:感知层是智慧物流系统实现对货物感知的基础,是智慧物流的起点。物流系统的感知层通过多种感知技术实现对物品的感知,常用的感知技术有:条码自动识别技术、RFID感知技术、GPS移动感知技术、传感器感知技术、红外感知技术、语音感知技术、机器视觉感知技术、无线传感网技术等等。所有能够用于物品感知的各类技术都可以在物流系统中得到应用,具体应用中需要平衡系统需求与技术成本等因素。
网络层:网络层是智慧物流的神经网络与虚拟空间。物流系统借助感知技术获得的数据进入网络层,利用大数据、云计算、人工智能等技术分析处理,产生决策指令,再通过感知通信技术向执行系统下达指令。
应用层应用层是智慧物流的应用系统,借助物联网感知技术,感知到网络层的决策指令,在应用层实时执行操作。


2020 年全球物流自动化系统解决方案提供商前 20 名的营业收入合计达 259.3 亿美元。

近年来,随着消费端的需求变化,对物流行业的响应程度和灵活程度提出了更高的要求,进一步推动了智能物流装备渗透率的提升,使得物流装备行业规模稳定增长。根据美国《MMH(Modern Material Handling》杂志的统计,2020 年全球物流自动化系统解决方案提供商前 20 名的营业收入合计达 259.3 亿美元,同比+11.7%。


产业链:零部件制造商—设备制造商—系统集成商

智能物流自动化系统包括仓储系统、输送与搬运系统和分拣系统,主要基础技术包括传感器技术、控制与驱动、定位系统、人工智能、大数据、机器人技术等。智能物流装备产业链的上游为零部件制造商,包括电滚筒、电机等零部件加工商,中游为核心物流设备制造商和子系统集成商,下游是物流自动化系统集成商。智能物流自动化系统应用领域涵盖电子商务、快递物流、烟草、医药等领域,应用场景广阔。


05
智慧物流三大核心系统

根据智慧物流定义与技术架构,结合人类智慧的特点,我们认为智慧物流主要由智慧思维系统、信息传输系统和智慧执行系统组成。
智慧思维系统是物流大脑,是智慧物流最核心的系统。大数据是智慧思考的资源,云计算是智慧思考的引擎,人工智能是智慧思考与自主决策的能力。
信息传输系统是物流神经网络,智慧物流最重要的系统。物联网是信息感知的起点,也是信息从物理世界向信息世界传输的末端神经网络;互联网+是信息传输基础网络,是物流信息传输与处理的虚拟网络空间;CPS(信息物理系统)技术反应的是虚实一体的智慧物流信息传输、计算与控制的综合网络系统,是互联网+物联网的技术集成与融合发展。
智慧执行系统是物理世界智慧物流具体运作的体现,呈现的是自动化、无人化的自主作业,核心是智能操作执行中智能硬件设备的使用,体现的是智慧物流在仓储与配送领域的全面应用。

06
智慧物流的发展现状与演进方向

2017年以来,智慧物流已经成为业界关注的焦点话题,无论是以阿里、京东等为代表的电商企业,还是以顺丰、圆通、韵达等为代表的快递企业,以及各种车货匹配企业、第三方物流企业、城市物流配送企业、物流信息化平台企业,都开始大力发展智慧物流。
经济中国进入了高质量发展的新时代,一方面劳动力成本上升让物流业机器取代人工成为趋势,另一方面人们对美好生活的向往,带来了对物流的柔性化与个性化需求,推动物流系统向资源整合、全面优化、协同共享、敏捷响应方向发展,也对智慧物流提出了更高要求。随着物联网、云计算、大数据、人工智能等技术的不断发展,为智慧物流创新发展创造了条件。
在智慧物流思维系统方面,目前已经全面进入数字化阶段,物流企业都开始重视物流数据收集、分析与应用,基于大数据预测的前置布仓技术让物流实现了先行,缓解了双十一等物流高峰阶段的物流配送压力。基于数据分析的物流全程优化运筹为企业物流发展插上了翅膀。但考察各个公司物流系统,包括先进的智慧物流系统,目前智慧物流思维系统能够做到“自主决策”,实现软件定义物流的系统还很少见。目前中国智慧物流思维系统正在从数字化向程控化演进,未来演进方向是智能化。
在智慧物流信息传输系统方面,随着物联网技术应用,以条码为基础的自动识别技术、卫星导航追踪定位技术、RFID识别技术、部分传感技术的到了普遍应用,互联网开始延伸到实体网络阶段,推动了物流业务流程透明化发展。我们经过调查判断目前物流信息传输正处于物联网技术逐步普及,物流末端神经网络初步形成的阶段,需要进一步向全面深化链接与信息融合的CPS(信息物理系统)方向演进,实现信息联网、物品联网、设备联网、计算联网、控制联网,全面进入互联互通与虚实一体的智慧世界。
在智慧物流执行系统方面,目前物流自动化技术获得了快速发展,配送终端的智能货柜、无人机、机器人技术开始进入应用阶段,自动驾驶卡车、地下智能物流配送系统等技术成为关注热点。我们认为目前智能执行系统正在从机械化、自动化向智能硬件全面发展演进,未来演进方向是系统级和平台级的智能硬件组网应用,实现执行系统全面无人化与智能化。
——如果你觉得不错,点个在看吧。


本站仅提供存储服务,所有内容均由用户发布,如发现有害或侵权内容,请点击举报
打开APP,阅读全文并永久保存 查看更多类似文章
猜你喜欢
类似文章
【热】打开小程序,算一算2024你的财运
物联网发展的基石——传感器
王继祥:信息化、数字化、智能化、数智化等概念内涵深度辨析
物联网考试题库
专家谈智慧高速的现状、发展及挑战
自动代客泊车技术发展现状及趋势分析
5G+AIoT如何改变未来智慧生活?
更多类似文章 >>
生活服务
热点新闻
分享 收藏 导长图 关注 下载文章
绑定账号成功
后续可登录账号畅享VIP特权!
如果VIP功能使用有故障,
可点击这里联系客服!

联系客服